【導(dǎo)讀】食品加工廢棄物中有機(jī)物含量較高，如直接排放，既污染環(huán)境,又浪費(fèi)資源。床厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。上流式厭氧污泥床的主要組成部分是UASB. 本文介紹了有關(guān)UASB的處理流程和設(shè)計(jì)的計(jì)算、對(duì)格柵、調(diào)節(jié)池、UASB池、接觸氧化池、污泥濃縮池等的進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。UASB反應(yīng)池、接觸氧化池的具體構(gòu)造做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和說(shuō)明。收在處理過(guò)程，所產(chǎn)沼氣作為能源的利用。

　　

【正文】 %，如按吸收效率 60%計(jì)，那么脫除 1 體積的 H2S 需要 體積的 O2(即 4 體積的空氣 )，由此確定脫硫連續(xù)再生工藝空氣的投加量其計(jì)算過(guò)程第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算 25 繁瑣，可操作性差，且難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于氧化鐵再生是一強(qiáng)放熱反應(yīng)，再生時(shí)必須十分細(xì)心操作。再生過(guò)程中有嚴(yán)重刺激性的 SO2 氣體產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境有污染。再加上有的脫硫劑的一次硫容可滿足使用 1 年以上的需要，故多已不使用再生方法。 吸附是在固體表面力作用下產(chǎn)生的，根據(jù)表面力的性質(zhì)分為化學(xué)吸附 (脫水后不能再生 )和物理吸附 (脫水后可再生 )。 能用于沼氣脫水的有硅膠、活性氧化鋁、分子篩以及復(fù)式固定干燥劑，后者是綜合了多種干燥劑的優(yōu)點(diǎn)。各種干燥劑的特點(diǎn)見(jiàn)表格。 表 32 各種干燥劑的特點(diǎn) 脫水劑 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 使用情況 硅膠 吸附能力好，吸水選擇性強(qiáng) 遇液態(tài)水，油料易碎，處理量大時(shí)失效快 使用于處理量大，含水量不大的情況 活性氧化鋁 吸附能力較好，再生溫度低，在液態(tài)水中不易碎 活性喪失快，特別是酸性氣體較多時(shí) 適用于含酸性氣體少的燃?xì)? 分子篩 吸附能力較好，對(duì)高酸性氣體的脫水可用抗酸性分子篩 成本稍高 適用于處理量較大，露點(diǎn)降要求高的氣體 與溶液脫水比較，固體吸附脫水性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)前者，并具有下列優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 ①優(yōu)點(diǎn)。能獲得露點(diǎn)極低的燃?xì)猓粚?duì)燃?xì)鉁囟?、壓力、流量變化不敏感；設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作；較少出現(xiàn)腐蝕及起泡等現(xiàn)象；使用于少量燃?xì)獾牧畠r(jià)脫水過(guò)程。 ②缺點(diǎn)。基本建設(shè)投資大；壓力降一般較 高；易于中毒或破碎；耗熱第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算 26 較多；吸附和再生都不是連續(xù)操作。第四章 能量衡算 27 第四章 能量 衡 算 春夏平均氣溫為 20℃，秋冬平均氣溫 10℃，混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為(m K)， 污泥的比熱容為，物料在加入發(fā)酵罐之前需要加熱 到 38℃，則每日需要熱量，春夏兩季： )2038()tt(C1000 933211 ?????????????? 式中： Q – 日處理量； t t2 春夏平均氣溫；℃ 秋冬兩季： )1038()tt(C1000 933311 ?????????????? UASB 反應(yīng)池采用保溫層保溫，水泥混凝土的厚度為 200mm，保溫材料采用聚氨酯厚度 為 100mm，保溫層的 導(dǎo)熱系數(shù) )/( kmw ??? ，混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為 )/( kmw ??? [18]， 則混凝土與保溫層的綜合導(dǎo)熱系數(shù)為 )km(w/ 1bbbb 12211??????????? 綜 式中： B1 混凝土的厚度； mm B2 保溫層的厚度； mm λ 1 – 混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)； w/(m K) λ 2 – 保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)； w/(m K) 第四章 能量衡算 28 罐體的散熱面積為 : ??????? 秋冬季室外平均氣溫為 10℃，則物料 24 小時(shí)內(nèi)向空氣中散失熱量為： 6 0 024 1038tATTtATq A tQ 621 ???????? ???? ???? 式中 : T1 發(fā)酵罐進(jìn)料溫度；℃ T2 – 室外平均溫度； ℃ A – 散熱面積； m2 t – 時(shí)間； S 這些熱量使物料溫度變化如下： 3 6 ????? ???? 則此設(shè)計(jì)滿足保溫要求。 第五章 主要附屬設(shè)備材料表 29 第五章 主要 附屬 設(shè)備材料表 集水井附屬設(shè)備 提升泵 選用三臺(tái)，兩臺(tái)交替使用，一臺(tái)備用，型號(hào) 100QW ，功率為 ，流量為 130m3/H，揚(yáng)程 。 調(diào)節(jié)池附屬設(shè)備 設(shè)水下攪拌器一個(gè)，安裝時(shí)考慮可以上下移動(dòng)。型號(hào)為 ，功率為 ，轉(zhuǎn)速為 960R/min。同時(shí)配備一個(gè)超越泵， 型號(hào) 100QW ，使污水直接進(jìn)入接觸氧化池，以防水質(zhì)突變對(duì) UASB 池造成損壞。中水泵一臺(tái)，型號(hào) 100QW ，功率為 。 UASB 附屬設(shè)備 表 51 UASB 附屬設(shè)備 設(shè)備名稱 型號(hào) 技術(shù)參數(shù) 數(shù)量 備注 布水管 DN150 每根長(zhǎng) 2 根 選用具有抗腐蝕的材料 進(jìn)水管 DN200 長(zhǎng) 15m 2 根 選用具有抗腐蝕的材料 三相分離器材料 選用玻璃鋼 三通頭 14 個(gè) 選用具有抗腐蝕的材料 等徑彎頭 4 個(gè) 選用具有抗腐蝕的材料 密封蓋 m2 合金鋼 沼氣收集管 DN100 若干 合金鋼 沼氣壓力計(jì) 一個(gè) 電子器具 第五章 主要附屬設(shè)備材料表 30 脫泥車間附屬設(shè)備 表 52 脫泥車間 附屬設(shè)備 設(shè)備名稱 型號(hào) 技術(shù)參數(shù) 數(shù)量 備注 污泥泵 100QW 功率 2 臺(tái) 一臺(tái)備用 污泥濃縮脫水機(jī) DYD1000 體積 m3 3 2 一臺(tái) 同時(shí)具備污 泥濃縮和壓榨功能 第七章 工程概況預(yù)算 31 第六章 人員編制及經(jīng)營(yíng)管理 由于 沼氣發(fā)酵 池目前已經(jīng)擁有先進(jìn)的自動(dòng)化操作系統(tǒng)，操作管理十分方便 .在運(yùn)行時(shí)候，整個(gè)污水站的主要監(jiān)測(cè)任務(wù)是化出水的 COD 和 pH 值，出水的COD 和 pH 值。 ⑴ 技術(shù)員兼站內(nèi)總管 1 人，全天工作。 ⑵ 每班 2 人值班，每天 3 班，污水處理水質(zhì)監(jiān)測(cè) 1 人，脫水車間 1 人。 共計(jì) 9 人，在招聘人員時(shí)候要注意。由于水質(zhì)分析工作簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行操作也容易熟練。因此，不需要全部要專業(yè)對(duì)口的，考慮到污水站的電器設(shè)備較多，且復(fù)雜，還有機(jī)械設(shè) 備也繁多，出現(xiàn)問(wèn)題需要有人檢測(cè)，有必要招一個(gè)有電器維護(hù)背景專業(yè)的和一個(gè)有機(jī)械背景的人員。他們經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)就可以上崗操作，當(dāng)遇到設(shè)備問(wèn)題時(shí)候，他們也能解決。沒(méi)有必要專門人員維護(hù)，浪費(fèi)人力物理。由于該工藝有沼氣產(chǎn)生，因此需要對(duì) 工作人員進(jìn)行安全教育，同時(shí)制定相應(yīng)的安全保護(hù)制度，明確責(zé)任。 第七章 工程概況預(yù)算 32 第七章 工程概 況 預(yù)算 直接投資費(fèi)用 表 71 投資估算表 項(xiàng)目 數(shù)量 指標(biāo) (元 ) 費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) 備注 站區(qū)面積 400m2 50/m2 2 調(diào)節(jié)池 14m3 200/m3 1 座 提升泵房 20m2 400/m2 UASB 3m2 1200/m2 1 座 接觸氧化池 600/m3 1 座 鼓風(fēng)機(jī)房 25m2 2021/m2 5 脫水車間 25m2 2021/m2 5 1 間 管道及配件 估取為 1 棟 UASB 附屬設(shè)備 估取為 接觸氧化池附屬設(shè)備 估取為 合計(jì) 間接費(fèi)用 取直接費(fèi)用的 20%；間接費(fèi)用 = 20%=(萬(wàn)元 ) 第二部分費(fèi)用 取直 接費(fèi)用的 10%； 第二部分費(fèi)用 = 10%=(萬(wàn)元 ) 工程預(yù)備費(fèi)用 (第一部分費(fèi)用 +第二部分費(fèi)用 ) 10%=(直接費(fèi)用 +間接費(fèi)用 +第二部分費(fèi)用 )10%=(++) 10%= (萬(wàn)元 ) 第七章 工程概況預(yù)算 33 總投資 總投資 =第一部分費(fèi)用 +第二部分費(fèi)用 +工程預(yù)備費(fèi) =+++ =(萬(wàn)元 ) 年經(jīng)營(yíng)成本計(jì)算 [19] 動(dòng)力費(fèi) 廢水處理站日處理廢水量為 ，工業(yè)電價(jià)為 元 /Kwh，則廢水處理站動(dòng)力費(fèi)用為 萬(wàn)元。 藥劑費(fèi) 處理每 m3廢水需加入聚丙烯酰 胺 ，聚合氯化鋁 ，他們的價(jià)格分別是： 30 元 /Kg， 元 /Kg，則藥劑費(fèi)為 藥劑費(fèi) =365 ( 30+ )=(萬(wàn)元 ) 工資 每個(gè)員工的年平均工資為 10000 元，則總工資為： 10000 9=9(萬(wàn)元 ) 工資福利 每個(gè)員工的福利每年為 2021 元，福利 =2021 9=(萬(wàn)元 ) 檢修維護(hù)費(fèi) 約計(jì)總投資的 10%： 檢 修維護(hù)費(fèi) = 10%=(萬(wàn)元 ) 第七章 工程概況預(yù)算 34 年經(jīng)營(yíng)費(fèi) =++9++= 萬(wàn)元 ， UASB 產(chǎn)氣量為 6789m3 /年 (甲烷含量為 55%～ 65%)。沼氣的熱值約為 22 680KJ/m3 ，煤的熱值為 21 000 KJ/t計(jì)算，則 1m3 沼氣的熱值相當(dāng)于 1Kg 原煤，則每年節(jié)約約 噸原煤，折合成資金 6800 元。則整個(gè)污水站年總運(yùn)行成本為 － ＝ 萬(wàn)元，每噸廢水處理費(fèi)用約為 元。 第八章 平面布置 35 第 八 章 平面布置 構(gòu)筑物和建筑物 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 該食堂廠廢水處理工藝構(gòu)筑物和建筑物及其技術(shù)參數(shù)詳見(jiàn)下表，表中包括部分獨(dú)立露天設(shè)置的設(shè)備。綜合樓的功能包括辦公與值班、化驗(yàn)、配電、控制機(jī)房。構(gòu)筑物平面尺寸指平面外形尺寸。建筑物平面尺寸為軸線尺寸。 表 41 構(gòu) (建 )筑物一覽 序號(hào) 名稱 技術(shù)參數(shù) 平面尺寸 (m2) 高度(m) 備注 1 集水井 HRT=8min (圓 ) 4 磚混 2 均化池 HRT=6H 鋼筋混凝土 3 UASB 池 HRT=9H 4 鋼筋混凝土 4 接觸氧化池 HRT=15H 鋼筋混凝土 5 鼓風(fēng)機(jī)房 30KW 鼓風(fēng)機(jī) 1 臺(tái) 鋼筋混凝土 6 污泥濃縮池 濃縮污泥 2 鋼筋混凝土 7 污泥脫水機(jī)房 壓帶拖泥機(jī)一臺(tái) 3 鋼筋混凝土 污水處理站平面布置 ① 處理站構(gòu) (建 )筑物的布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地和便于管理。 a. 池形的選擇應(yīng)考慮減少占地，利于構(gòu) (建 )筑物之間的協(xié)調(diào)； b. 構(gòu) (建 )筑物單體數(shù)量除按計(jì)算要求計(jì)算外，亦應(yīng)利于相互間的協(xié)調(diào)和總圖的協(xié)調(diào)。 c. 構(gòu) (建 )筑物的布置除按工藝流程和進(jìn)出水方向順捷布置外，還應(yīng)考慮與外 界交通、氣象、人居環(huán)境和發(fā)展規(guī)劃的協(xié)調(diào)，做好功能劃分和局部利用。 第八章 平面布置 36 ② 構(gòu) (建 )筑物之間的間距應(yīng)按交通、管道敷設(shè)、基礎(chǔ)工程和運(yùn)行管理需要考慮。 ③ 管線布置盡量沿道路與構(gòu) (建 )筑物平行布置，便于施工與檢修。 ④ 做好建筑、道路、綠地與工藝構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)，做到即使生產(chǎn)運(yùn)行安全方便，又使站區(qū)環(huán)境美觀，向外界展現(xiàn)優(yōu)美的形象。 ⑤ 具體做好以下布置。 a. 污水調(diào)節(jié)池和污泥濃縮池應(yīng)與辦公區(qū)或廠前區(qū)分離； b. 配電應(yīng)靠近引入點(diǎn)或電耗大的構(gòu) (建 )筑物，并便于管理； c. 沼氣系統(tǒng)的安全要求較高，應(yīng)遠(yuǎn)離明火或人流、物流繁忙區(qū)域； d. 重力流管線應(yīng)盡量避免迂回曲 折。 ① 污水管 A. 進(jìn)水渠 污水溝上截流閘板的設(shè)置和進(jìn)站控制閘板的設(shè)計(jì)由食堂完成。 B. 出水管 DN200 鑄鐵管或陶瓷管， ,。 C. 超越管 考慮運(yùn)行故障或進(jìn)水嚴(yán)重超過(guò)設(shè)計(jì)水量水質(zhì)時(shí)廢水的出 UASB 之前設(shè)置超越管，規(guī)格 DN200 鑄鐵管或陶瓷管。 D. 溢流管 濃縮池上清液及脫水機(jī)壓濾水含微生物有機(jī)質(zhì) %～ % 進(jìn)一步處理，排入調(diào)節(jié)池。設(shè)置溢流管， DN200 鑄鐵管。 ② 污泥管 調(diào)節(jié)沉淀池、 UASB、接觸氧化池污泥池均為零力排入集泥井，站區(qū)排泥管均選 用 DN200 鑄鐵管， 。 集泥井至濃縮池。 ③ 沼氣管 沼氣管從 UASB 至水封罐為 DN100 鋼管，從水封罐向氣水分離器及沼氣柜為 DN150，鋼管，沼氣管道逆坡向走管。 ④ 給水管 沿主干道設(shè)置供水干管 200DN，鍍鋅鋼管。引入污泥脫水機(jī)房供水支管 DN50， 鍍鋅鋼管。引入辦公綜合樓泵房及各地均勻?yàn)?DN32，鍍鋅鋼管。 ⑤ 雨水外排 第八章 平面布置 37 依靠路邊坡排向廠區(qū)主干道雨水管。 ⑥ 管道深埋 A. 壓力管道 在車行道之下，埋深 ～ ，不得不小于 ，在其他位置 ～ ，不宜大于 。 B. 重力管道 由設(shè)計(jì)計(jì)算決定，但不宜小于 (車行道下 )和 (一般市區(qū) )。 致 謝 38 致 謝 本次設(shè)計(jì)是在朱繼英老師的悉心指導(dǎo)下完成的，她在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予了我很大的幫助，幫助我解決了許多實(shí)際問(wèn)題，在此首先對(duì)朱老師致以誠(chéng)摯的謝意。 我在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多難題，朱老師都一一給予解釋并耐心指導(dǎo)，使我能夠順利的完成本次設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)束后，朱老師又在百忙之中為